DE1126081B - Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von Glasoefen - Google Patents

Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von Glasoefen

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DE1126081B
DE1126081B DEH35920A DEH0035920A DE1126081B DE 1126081 B DE1126081 B DE 1126081B DE H35920 A DEH35920 A DE H35920A DE H0035920 A DEH0035920 A DE H0035920A DE 1126081 B DE1126081 B DE 1126081B
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DE
Germany
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furnace
exhaust gases
water glass
solution
solids content
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Pending
Application number
DEH35920A
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English (en)
Inventor
Alfred R Kolb
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Henkel AG and Co KGaA
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Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
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Publication of DE1126081B publication Critical patent/DE1126081B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02Pretreated ingredients
    • C03C1/028Ingredients allowing introduction of lead or other easily volatile or dusty compounds

Landscapes

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Description

  • Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von Glasöfen Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von mit Gas oder Öl beheizten Glasöfen, insbesondere Wasserglasöfen.
  • Die Beschickung der Glasöfen besteht gewöhnlich aus Sand, Soda, insbesondere calcinierter Soda, sowie gegebenenfalls bestimmten Mengen an Kalk und anderen Zusätzen. Diese Stoffe werden fast immer in Form eines feinen Pulvers oder in Form kleiner Partikeln eingesetzt, und zwar entweder chargenweise oder kontinuierlich. Bei der Beschickung von Schmelzöfen, die mit Gas oder Öl beheizt sind, um den Ofeninhalt durch direktes Erhitzen auf eine Temperatur von 1200 bis 1400° C zu bringen, haben die feinen Teilchen die Tendenz, zusammen mit den Verbrennungsgasen, die durch den Ofen wirbeln, zu entweichen.
  • Seit einiger Zeit ist man, besonders in dichter besiedelten Gegenden, bestrebt, die Verunreinigung der Atmosphäre durch Staub und Rauch möglichst niedrig zu halten. In manchen Ländern ist man sogar dazu übergegangen, eine zu starke Verunreinigung der Luft durch industrielle Abgase durch strenge Maßnahmen zu unterbinden. In vielen Gebieten ist die Höchstmenge an Staub, die ein bestimmter Schornstein ausstoßen darf, durch Verordnungen festgelegt. Es ist daher wichtig, Mittel zu finden, die es gestatten, die ausgestoßene Staubmenge auf das zulässige Maß herabzusetzen.
  • Zu diesem mehr die Allgemeinheit betreffenden Problem kommt noch die Tatsache, daß der durch die Abgase mitgerissene feine Staub sich in den als Wärmeaustauscher dienenden Gitterkammern der Glasöfen und in den anderen Abzugskanälen ansammelt. Das in dem Staub vorhandene Alkali reagiert hierbei mit den feuerfesten Stoffen, mit denen die Gitterkammern und Abzugskanäle ausgekleidet sind, und macht sie vorzeitig unbrauchbar.
  • Man hat bereits versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß man die Beschickung für Glasöfen brikettiert oder granuliert hat. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch diese Maßnahmen die Reaktionsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Aus diesem und anderen Gründen wird das Verfahren unrentabel. Man hat auch schon vorgeschlagen, der Beschickung Heizöl zuzusetzen, um die Staubmenge in den Ofengasen zu vermindern. Dieser Zusatz bietet einige Vorteile, indessen neigen die bei der Verbrennung des zugesetzten Öls entstehenden Gase ebenfalls dazu, Staubteilchen mitzureißen.
  • Es wurde nun gefunden, daß man das geschilderte Problem in einfacher und zweckmäßiger Weise dadurch lösen kann, daß man der feinkörmigen oder pulverförmigen Beschickung kurz vor dem Eintritt in den Ofen 1 bis 5 ID/o, bezogen auf das Gewicht der Ofenbeschickung, einer Wasserglaslösung als Bindemittel zusetzt. Um eine zufriedenstellende Wirkung der Wasserglaslösung zu erreichen, darf diese nicht zu verdünnt sein. Ihre Konzentration soll etwa zwischen 5 und 30° B6 liegen. Die günstigsten Ergebnisse werden mit Lösungen von 20 bis 25° Be erzielt.
  • Dieser Zusatz bewirkt, daß die Teilchen agglomerieren und größere Partikeln bilden, die zu schwer sind, um von den Abgasen mitgerissen zu werden. Ihre Dichte ist jedoch nicht so groß, daß die Schmelzgeschwindigkeit im Ofen herabgesetzt wird.
  • Die Behandlung mit der Wasserglaslösung kann in jeder geeigneten Weise vorgenommen werden. Die Lösung kann z. B. auf die feinzerkleinerte Ofenbeschickung aufgesprüht oder in anderer Weise zugesetzt werden. Anschließend wird das Material zweckmäßig gut durchgemischt.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man zweckmäßig handelsübliches Natronglas. Unerwartet gute Ergebnisse werden mit einem Wasserglas erhalten, dessen Gewichtsverhältnis Nag O : S'02 zwischen 2: 1 und 1: 2 liegt.
  • Um die Benetzung des pulverförmigen Gutes durch die Wasserglaslösung zu verbessern und zu beschleunigen, ist es in manchen Fällen zweckmäßig; letzterer eine kleine Menge eines Netzmittels zuzusetzen, z. B. ein Natriumsalz eines Alkybenzolsulfonats oder eine Seife. Im . allgemeinen ist jedoch die Benetzungsgeschwindigkeit auch ohne diese Zusätze ausreichend.
  • Durch den erfindungsgemäßen - Zusatz einer Wasserglaslösung zu der Ofenbeschickung ist es möglich, die in den Abgasen des Ofens vorhandene Staubmenge erheblich zu vermindern. Die Gitterkammern des Ofens bleiben infolgedessen frei von Stau. Hierdurch wird eine bessere Verbrennung in dem Ofen bewirkt. Außerdem- wird die Abnutzung der Schamottesteine in den Gitterkammern, den Abzugskanälen und auch im oberen Teil des Ofens selbst erheblich vermindert und dadurch die Lebensdauer des Ofens verlängert.
  • Die Agglomerierung der Ofenbeschickung bewirkt außerdem, daß die Schmelzzeit im Ofen infolge der verbesserten Wärmeübertragung herabgesetzt wird. Außerdem bewirkt der geringere Staubgehalt in den Abgasen eine verbesserte Ausbeute. Alle diese Vorteile erhöhen die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beträchtlich. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ofen aus, in dessen Gitterkammern und Abzugskanälen bereits beträchtliche Staubablagerungen vorhanden sind, so daß durch die Verringerung der Feststoffanteile nach der Erfindung Kammern und. Kanäle nicht vorzeitig überholt zu werden brauchen.
  • Bei Verwendung von Natronwasserglas der obengenannten Zusammensetzung und Konzentration bleibt die Aggregation der Ofenbeschickung und damit auch deren vorteilhafte Wirkung auch dann erhalten, wenn die Charge trocken ist.
  • Für die in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Versuche wurde ein Wannenofen üblicher Bauart verwendet.
  • In den Beispielen ist speziell die Verringerung der Feststoffanteile bei Herstellung von Natriumsilikatglas beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht von der Zusammensetzung der Beschickung des Glas-bzw. Wasserglasofens abhängig. Sie ist in gleicher Weise auf die Herstellung von Kaliumsilikat oder von Natrium-Calcium-Silikat und ganz allgemein auf die Herstellung von jedem Glas anwendbar, welches Kieselsäure als glasbildende Grundkomponente enthält.
  • Man hat bereits wässrige Lösungen von organischen Stoffen, z. B. von eingedickter Sulfitablauge, als Bindemittel für die Beschickung von Glasschmelzöfen verwendet. Hierbei wurde die gesamte Beschickung zu einem kompakten Block verformt und als solcher in die Schmelze eingeführt. Dieses Verfahren ist schwieriger durchführbar als die erfindungsgemäße Arbeitsweise und erfordert höhere Mengen an Bindemittel.
  • Es war ferner bekannt, Mennige, welche als Ausgangsstoff für spezielle bleihaltige Gläser dient, mit Hilfe einer Wassergläslösung zu granulieren und das i trockene Granulat vor der Verwendung zu lagern. Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die gesamte Beschickung mit einer Wasserglaslösung behandelt, und zwar erst kurz vor dem Eintritt in den Schmelzofen.
  • Beispiel 1 Eine wäßrige= Natron-Wasserglas-Lösung, die ein Gewichtsverhältnis Nag O : Si 02 von 1:1,58 und eine Konzentration von 22,5° B6 aufwies, wurde mit einer Ofencharge kurz vor ihrem Eintritt in den Ofen vermischt. Die Ofencharge bestand aus 167 Teilen handelsüblichen Glassandes (sehr reiner Quarzsand) und 91 Teilen calcinierter Soda. Die Menge des zugesetzten Wasserglases betrug 2 O/o des Gewichts der Ofencharge. Das Ergebnis dieser Behandlung war, daß der Gehalt der Abgase an Feststoffteilchen um 79 % herabgesetzt wurde. Dies bedeutet ein Absinken des stündlichen Durchschnittsverlustes von 13,2 auf 2,9 kg. Die Beheizung des Ofens erfolgte bei diesem Versuch mit einem Heizöl, welches einen beträchtlichen Schwefelgehalt aufwies.
  • Der Gehalt an Feststoffteilchen in den Ofenabgasen wurde bei diesem und bei den folgenden Beispielen mit Hilfe eines Fotozellenmeßgerätes bestimmt. Dieses Meßgerät zeichnete mit Hilfe einer Elektronenröhre die Intensität eines Lichtstrahles auf, der in dem Rauch zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Schornsteinausgang angeordnet war. Die Eichung der Apparatur war vorher durch Vergleich der Lichtintensitätswerte mit der tatsächlich aus dem Schornstein entweichenden Staubmenge erfolgt.
  • Beispiel 2 Bei dem nachstehenden und bei den weiteren Versuchen erfolgte die Beheizung des Ofens mit Gas. Unter sonst gleichen Bedingungen und mit der gleichen Ofenbeschickung von je 258 kg wie im Beispiel 1 wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. In dieser Tabelle bedeutet °B6: die Konzentration der zugesetzten Natronwasserglaslösung; Verhältnis: das Gewichtsverhältnis von Nag zu Si02 in dieser Lösung; Menge: die zugesetzte Menge an Wasserglaslösung in Prozent, bezogen auf das Gewicht der Ofenbeschickung; Durchschnittsverlust: die stündlich im Durchschnitt mit den Abgasen entweichende Menge an Feststoffen in Kilogramm.
    Tabelle 1
    Durch-
    Versuch ° Menge schnitts-
    Nr. Be Verhältnis verlust
    (°/o) (kg)
    1 - keine Behandlung - 9,7
    2 10 1:3,2 3 5,1
    3 10 1:1,6 3 4,4
    4 10 1:1,6 2 4,2
    5 10 1:1,6 1 5,9
    6 keine Zufuhr von Rohmaterial 3,8
    Besonders instruktiv sind die Ergebnisse von Versuch 6. Hierbei wurde die Zufuhr des Rohmaterials 3s/4 Stunden abgestellt. Nach dieser Zeit ergab die Messung den angegebenen Wert. Nachdem ohne Wasserglaszusatz (Verbrauch 1) ein Wert von 9;7 und ohne Zufuhr von Rohmaterial ein Wert von 3,8 gemessen wurde, ergibt sich, daß durch den Wasserglaszusatz eine Verminderung der Verluste von mehr als 90 0/0 eintrat.
  • Die heißen Gase des Ofens werden gewöhnlich durch einen Wärmeaustauscher geleitet, bevor sie in den Schornstein kommen. Vor Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens war es notwendig, die Rohre des Wärmeaustauschers in Abständen von einer Stunde durchzublasen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchte das Durchblasen nur etwa alle 8 Stunden durchgeführt zu werden. Beispiel 3 Für die nachstehende Versuchsreihe, die im Laufe von etwa 3 Monaten durchgeführt wurde, wurde ein Ofen mit wesentlich größerem Fassungsvermögen und relativ verschmutzten Schamottesteinen und Abzugskanälen verwendet. Die Wasserglaslösung wurde der Ofenbeschickung durch Aufsprühen zugesetzt. Die Ergebnisse der Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • In dieser Tabelle bedeutet Rohstoffgewicht das Gewicht der in den Ofen eingeführten und mit der Silikatlösung besprühten Rohstoffmischung, deren Zusammensetzung prozentual die gleiche war wie in den vorhergehenden Beispielen. Die Ausdrücke IB6, Menge, Verhältnis, Durchschnittsverlust haben die gleiche Bedeutung wie in Tabelle 1. Der Durchschnittsverlust stellt den Mittelwert aus zwei Versuchen dar.
  • Aus dieser Tabelle geht aus Versuch Nr. 12 hervor, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Na20 zu Si 02 wie 2:1,0 und einer Zusatzmenge von 3% die besten Ergebnisse erzielt wurden und weitere gute Ergebnisse mit Werten bei 10° B6 und einer Zusatzmenge von 2 bis 4% erhalten werden, wenn das Gewichtsverhältnis Nag O : S'02 den Wert von 1: 2 nicht überschreitet.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von mit Gas oder Öl beheizten Glasöfen, insbesondere Wasserglasöfen, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesamte feinkörnige oder pulverförmige Beschickung kurz vor dem Eintritt in den Ofen mit 1 bis 50/0, bezogen auf das Gewicht der Ofenbeschickung, einer Wasserglaslösung vermischt, wobei die Konzentration der Wasserglaslösung 5 bis 30° B6, vorzugsweise 20 bis 25° B6, beträgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Behandlung eine Natronwasserglaslösung verwendet, bei welcher das Gewichtsverhältnis von Nag O : Si 02 2: 1 bis 1:2 beträgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserglaslösung ein Netzmittel zugesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1009 363, 860 693, 249647.
DEH35920A 1958-03-25 1959-03-19 Verfahren zur Verringerung der Feststoffanteile einer Ofenbeschickung in den Abgasen von Glasoefen Pending DE1126081B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE249647C (de) * 1911-01-25
DE860693C (de) * 1943-05-13 1952-12-22 Ragnar Tanberg Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Schmelzoefen, z. B. Glasschmelzoefen, mit Rohmaterial

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE249647C (de) * 1911-01-25
DE860693C (de) * 1943-05-13 1952-12-22 Ragnar Tanberg Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Schmelzoefen, z. B. Glasschmelzoefen, mit Rohmaterial

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